KR20210020917A - 에어로졸 발생 물품, 및 이를 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치 - Google Patents

에어로졸 발생 물품, 및 이를 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치 Download PDF

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KR20210020917A
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마크 길
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제이티 인터내셔널 소시에떼 아노님
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Abstract

에어로졸 발생 물품(10)은, 에어로졸 형성 재료의 본체(12), 제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체(18), 및 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체(20)를 포함한다.

Description

에어로졸 발생 물품, 및 이를 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치
본 개시물은 일반적으로 에어로졸 발생 물품에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는, 에어로졸 발생 장치의 유도 코일에 의해 가열되는 경우, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키는 에어로졸 발생 물품에 관한 것이다.
또한, 본 개시물의 실시형태는 에어로졸 발생 물품을 유도 가열하는 방법, 및 에어로졸 발생 물품을 제조하는 방법에 관한 것이다.
최근에는, 흡입을 위한 에어로졸을 생성하기 위해 에어로졸 형성 재료를 연소시키는 대신에 가열하는 장치가 소비자들에게 대중화되었다.
이러한 장치는 에어로졸 형성 재료에 열을 제공하기 위한 다수의 상이한 접근 방식 중 하나를 사용할 수 있다. 하나의 그러한 접근 방식은 유도 가열 시스템을 사용하는 에어로졸 발생 장치를 제공하는 것이며, 에어로졸 형성 재료를 포함하는 에어로졸 발생 물품은 사용자에 의해 착탈식으로 에어로졸 발생 장치 내로 삽입될 수 있다. 이러한 장치에서, 유도 코일이 장치에 제공되며, 유도 가열식 발열체(susceptor)가 또한 제공된다. 사용자가 장치를 활성화시키는 경우, 전기 에너지가 유도 코일에 제공되어, 결과적으로 교번 전자기장을 발생시킨다. 발열체는 전자기장과 결합되고, 예를 들어 전도에 의해, 에어로졸 형성 재료로 전달되는 열을 발생시키며, 에어로졸 형성 재료가 연소되지 않고 가열됨에 따라, 에어로졸이 발생된다.
본 개시물의 실시형태는, 에어로졸의 특성이 최적화되고 에어로졸 발생 물품의 가열이 보다 정밀하게 제어되는, 개선된 사용자 경험을 제공하고자 한다.
본 개시물의 제1 양태에 따라, 에어로졸 발생 물품이 제공되고, 에어로졸 발생 물품은,
에어로졸 형성 재료의 본체;
제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체; 및
제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체를 포함한다.
일반적인 표현으로, 증기는 이의 임계 온도보다 더 낮은 온도에서 기상(gas phase)의 물질이며, 이는 온도를 감소시키지 않으면서 이의 압력을 증가시킴으로써 증기가 액체로 응축될 수 있는 반면에, 에어로졸은 공기 또는 다른 가스 중에서, 액체 액적 또는 미세 고체 입자의 현탁액임을 의미한다. 그러나, "에어로졸" 및 "증기"라는 용어는 특히 사용자의 흡입을 위해 발생되는 흡입식 매체의 형태와 관련하여, 본 명세서에서 교환 가능하게 사용될 수 있음을 유의해야 한다.
에어로졸 형성 재료는 임의의 유형의 고체 또는 반고체 재료일 수 있다. 고체 또는 반고체 재료의 예시적인 유형은, 분말, 과립제, 펠릿(pellet), 조각, 스트랜드(strand), 입자, 겔, 스트립, 루스 리프(loose leaf), 컷 충전제, 다공성 재료, 발포체 재료 또는 시트를 포함한다. 에어로졸 형성 재료는 식물 유래 재료를 포함할 수 있으며, 특히 담배를 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성제의 실시예는 다가 알코올 및 이의 혼합물, 예를 들어 글리세린 또는 프로필렌 글리콜을 포함한다. 전형적으로, 에어로졸 형성 재료는 건조 중량 기준으로, 약 5% 내지 약 50%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다. 일부 실시형태에서, 에어로졸 형성 재료는 건조 중량 기준으로, 약 15%의 에어로졸 형성제 함량을 포함할 수 있다.
또한, 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제 자체일 수 있다. 이 경우, 에어로졸 형성 재료는 액체일 수 있다. 또한, 이 경우, 에어로졸 발생 물품은 액체 함유 물질(예를 들어, 섬유 다발, 세라믹과 같은 다공성 재료 등)을 포함할 수 있으며, 액체 함유 물질은 에어로졸화될 액체를 함유하고, 에어로졸이 형성되어 예를 들어, 사용자가 흡입하기 위한 배출구를 향하여, 액체 함유 물질로부터 방출/방사될 수 있게 한다.
가열 시에, 에어로졸 형성 재료는 휘발성 화합물을 방출할 수 있다. 휘발성 화합물은 니코틴, 또는 담배 향미제와 같은 향미 화합물을 포함할 수 있다.
본체의 상이한 영역은, 상이한 유형의 에어로졸 형성 재료를 포함할 수 있거나, 상이한 에어로졸 형성제를 포함할 수 있거나, 상이한 에어로졸 형성제 함량을 가질 수 있거나, 가열 시에 상이한 휘발성 화합물을 방출할 수 있다.
에어로졸 발생 물품의 형상 및 형태에 대한 제한은 없다. 일부 실시형태에서, 에어로졸 발생 물품은 실질적으로 원통형 형상일 수 있으며, 이에 따라, 에어로졸 발생 물품을 가열하기 위한 에어로졸 발생 장치의 임의의 공동(cavity)은 실질적으로 원통형 물품을 수용하도록 배치될 수 있다. 이는 흔히 기화성 또는 에어로졸성(aerosolable) 물질 및 특히 담배 제품이 원통형 형태로 포장되어 판매되기 때문에, 유리할 수 있다. 더욱이, (와전류 및/또는 자기 히스테리시스 손실을 발열체에서 유도함으로써) 발열체를 가열하기 위해 나선형 코일을 사용하는 것이 간편하므로, 에어로졸 발생 물품을 원통형 형태로 제공하는 것은 과잉 재료의 사용을 최소화하면서, 이들이 나선형 코일 내에 효율적으로 끼워 맞춰지도록 크기가 조정될 수 있기 때문에 유리하다.
에어로졸 형성 재료는 통기성 재료의 내부에 수용될 수 있다. 이는 전기 절연성 및 비자성인 통기성 재료를 포함할 수 있다. 재료는 고온에 대한 저항성을 갖는 재료를 통하여 공기가 흐를 수 있게 하도록, 높은 통기성을 가질 수 있다. 적합한 통기성 재료의 실시예는 셀룰로오스 섬유, 종이, 면직물 및 실크를 포함한다. 통기성 재료는 필터로도 작용할 수 있다. 일 실시형태에서, 에어로졸 형성 재료는 종이로 둘러싸일 수 있다. 또한, 에어로졸 형성 재료는, 통기성이 아니지만 공기 흐름을 가능하게 하기 위한 적절한 천공 또는 개구부를 포함하는 재료의 내부에 수용될 수 있다. 대안적으로, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 형성 재료의 본체 자체로 구성될 수 있다.
에어로졸 발생 물품은, 제1 및 제2 공진 주파수와 상이한 제3 공진 주파수를 갖는 제3 유도 가열식 발열체를 더 포함할 수 있다.
각각의 발열체는 알루미늄, 철, 니켈, 스테인리스 강, 및 이들의 합금(예를 들어, 니켈 크롬 또는 니켈 구리) 중 하나 이상을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 적절한 주파수의 교번 전자기장을 인가함으로써, 각각의 발열체가 와전류 및/또는 자기 히스테리시스 손실로 인해 열을 발생시킬 수 있으므로, 전자기로부터 열로 에너지를 변환시킬 수 있다.
하나 이상의 발열체는, 커패시터와 직렬인(그리고 선택적으로, 루프 자체에 의해 제공되는 것과 더불어 추가적인 인덕턴스와도 직렬인) 전도성 재료(예를 들어, 위에 언급된 재료 중 하나를 포함함)의 루프를 포함하는 공진 회로의 형태를 취할 수 있다. 커패시터의 적절한 커패시턴스를 선택함으로써, 공진 회로는 임의의 원하는 공진 주파수로 조정될 수 있다. 커패시터는 에어로졸 발생 물품에 포함될 수 있거나, 에어로졸 발생 장치 내에 제공될 수 있으며, 전도성 루프의 2개의 단부를 장치의 대응하는 단자에 연결한 다음, 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 끼워 맞춰진 경우에만 공진 발열체 요소를 형성하도록 커패시터에 연결하기 위한 전기 연결 단자가 물품에 제공된다.
제1, 제2 및 선택적인 제3 공진 주파수는 약 250 kHz, 약 200 kHz, 및 약 180 kHz의 주파수로부터 선택될 수 있다.
일 실시형태에서, 제1 공진 주파수는 제1 범위 내에 있고, 제2 공진 주파수는 제2 범위 내에 있으며, 제3 공진 주파수는 제3 범위 내에 있다.
주파수 분리 및 공진 주파수들의 특정 조합을 사용하여, 에어로졸 형성 재료의 효과적인 선택적(또는 "구역별") 가열을 달성할 수 있다.
일반적인 표현으로, 에어로졸 발생 물품은 2개 이상의 유도 가열식 발열체를 가질 수 있으며, 각각의 발열체는 약 80 kHz 내지 약 500 KHz의 그 자체의 각각의 공진 주파수를 갖는다는 것을 이해할 것이다. 상이한 공진 주파수를 사용하여, 결과적으로, 에어로졸을 방출하기 위해 인접한 에어로졸 형성 재료를 연소시키지 않고 가열하는 유도 가열될 발열체의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키도록 유도 코일을 제어함으로써, 에어로졸 형성 재료의 선택적(또는 "구역별") 가열이 수행될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸의 방출 시에 일관성을 유지하기 위해, 또는 사용자에게 원하는 경험을 제공하기 위해, 본체의 상이한 영역이 선택적으로 가열될 수 있다. 바람직하게는, 에어로졸 형성 재료의 이러한 선택적 가열은 아래에 더 상세히 설명되는 에어로졸 발생 장치를 사용하여 수행된다.
특정 발열체의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시킴으로써, 그 발열체가 열량을 발생시킬 것이다. 또한, 이로 인해, 에어로졸 발생 물품의 하나 이상의 다른 발열체(즉, 발생된 전자기장의 주파수와 실질적으로 동일하지 않은 공진 주파수를 갖는 임의의 발열체)는, 전형적으로 특정 발열체에 의해 발생된 열량 미만인 열량(이는 제로 또는 실질적으로 제로일 수 있음)을 발생시킬 수 있다. 따라서, 특정 발열체의 임의의 선택적 가열은 다른 발열체가 전혀 가열되지 않는다는 의미로 해석되어야 하는 것이 아니라, 단지 주로 특정 발열체의 선택적 가열로 인하여, 전형적으로 특정 발열체에 인접한 에어로졸 형성 재료로부터 에어로졸이 방출될 것이라는 의미로 해석되어야 한다.
일 실시형태에서, 에어로졸 형성 재료의 선택적 가열을 가능하게 하기 위해, 제1 발열체는 본체의 제1 영역에만 위치될 수 있으며, 제2 발열체는 본체의 제2 영역에 위치될 수 있고 선택적으로 본체의 제1 영역에도 위치될 수 있거나, 그 반대로도 될 수 있다. 따라서, 본체는, 제1 및 제2 발열체 둘 모두가 위치되는 제1 영역, 및 제2 발열체만이 위치되는 제2 영역을 가질 수 있다. 제1 영역은 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 제2 영역의 하류에 있을 수 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제1 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 가열 시퀀스의 제1 단계에서 본체의 제1 영역이 선택적으로 가열될 수 있으며, 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제2 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 가열 시퀀스의 제2 단계에서 본체의 제1 및 제2 영역이 선택적으로 가열될 수 있다. 이러한 가열 시퀀스는 제1 단계 동안 제1 영역으로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있고, 제2 단계 동안, 제2 영역으로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있으며, 예를 들어 에어로졸이 제1 영역에 포획되는 것을 방지할 수 있다.
일 실시형태에서, 제1 발열체 및 제2 발열체 중 적어도 하나, 그리고 보다 바람직하게는 제1 및 제2 발열체 둘 모두는 에어로졸 형성 재료의 본체를 둘러싸는 포장지의 일부를 형성할 수 있다. 포장지 표면은 물품 내의 에어로졸 유동 방향과 실질적으로 평행할 수 있다. 이러한 에어로졸 발생 물품은 제조하기에 용이하다.
포장지의 제1 구역은 제1 발열체를 포함할 수 있으며, 제1 구역과 상이한 포장지의 제2 구역은 제2 발열체를 포함할 수 있다. 제1 및 제2 구역은 중첩될 수 있거나, 상호 배타적일 수 있다. 에어로졸 형성 재료의 본체는, 대체로 제1 발열체와 정렬된 제1 영역, 및 대체로 제2 발열체와 정렬된 제2 영역을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제1 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 본체의 제1 영역이 선택적으로 가열될 수 있으며, 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제2 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 본체의 제2 영역이 선택적으로 가열될 수 있다.
제1 발열체 및 제2 발열체 중 적어도 하나, 그리고 보다 바람직하게는 제1 및 제2 발열체 둘 모두는, 본체를 둘러싸는 전기 경로의 일부를 형성할 수 있다. 각각의 발열체가 본체의 둘레로 부분적으로만 연장될 수 있지만, 전형적으로 각각의 발열체는 전기 경로를 형성하기 위해 본체의 둘레로 완전히 연장되는 밴드(band)를 포함한다. 전기 경로를 형성함으로써, 에어로졸 형성 재료를 더 균일하고 더 효율적으로 가열할 수 있다.
제1 및 제2 구역과 상이한 포장지의 제3 구역은, 제1 및 제2 공진 주파수와 상이한 제3 공진 주파수를 갖는 제3 유도 가열식 발열체를 포함할 수 있다. 제3 구역은 대체로 본체의 제3 영역과 정렬될 수 있다. 제3 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제3 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 본체의 제3 영역이 선택적으로 가열될 수 있다.
일 실시형태에서, 제1 발열체 및 제2 발열체 중 적어도 하나, 그리고 보다 바람직하게는 제1 및 제2 발열체 둘 모두는, 본체 내에 적어도 부분적으로 위치된 플레이트로 형성될 수 있다. 제1 및 제2 발열체를 플레이트로 형성함으로써, 에어로졸 형성 재료의 본체의 효과적인 가열을 유발할 수 있다. 각각의 플레이트의 표면은 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 실질적으로 수직일 수 있다. 본체는, 제1 발열체에 인접한 제1 영역, 및 제2 발열체에 인접한 제2 영역을 가질 수 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제1 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 본체의 제1 영역이 선택적으로 가열될 수 있으며, 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제2 발열체를 선택적으로 가열함으로써, 본체의 제2 영역이 선택적으로 가열될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 공진 주파수와 상이한 제3 공진 주파수를 갖는 제3 유도 가열식 발열체는, 본체 내에 적어도 부분적으로 위치된 플레이트로 형성될 수 있다. 본체는, 제3 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시킴으로써 선택적으로 가열될 수 있는 제3 발열체에 인접한 제3 영역을 가질 수 있다.
플레이트들은 예를 들어, 에어로졸 유동 방향과 평행한 본체의 축을 따라, 본체 내에서 이격될 수 있다. 각각의 플레이트는 임의의 적합한 형상을 가질 수 있지만, 전형적으로 원형 디스크로 형성될 수 있다.
제1 발열체 및 제2 발열체 중 적어도 하나는, 에어로졸 형성 재료의 본체에 접합되는 평면형 스트립으로 형성될 수 있다. 평면형 스트립은, 예를 들어, 종이 또는 다른 직포 또는 부직포 패브릭 또는 재료와 같은 전기 절연 재료, 또는 적합한 세라믹으로부터의 전기 절연 재료에 적층될 수 있다. 또한, 제3 발열체는 본체에 접합되는 평면형 스트립으로 형성될 수 있다. 접합되는 평면형 스트립을 형성함으로써, 그러한 에어로졸 발생 물품이 용이하게 제조될 수 있다. 발열체가 에어로졸 형성 재료의 본체에 접합되는 경우, 에어로졸 형성 재료는 재생 담배(RTB)와 같은 실질적으로 고체 또는 강성 형태인 것이 바람직하며, 예를 들어, RTB 종이의 형태이거나, 고체 또는 반고체이지만 다공성 발포체, 무스 또는 겔의 형태, 또는 고체 및 액체 재료의 혼합물의 응고물 등의 형태인 것이 바람직하다.
일 실시형태에서, 제1 발열체 및 제2 발열체 중 적어도 하나, 그리고 보다 바람직하게는 제1 및 제2 발열체 둘 모두는, 복수의 미립자로 형성될 수 있다. 미립자는 본체 내에, 또는 본체의 각각의 영역 또는 영역들 내에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다. 에어로졸 형성 재료의 본체 내의 미립자의 실질적으로 균일한 분포는 에어로졸 발생 물품이 용이하게 제조될 수 있게 할 수 있다. 에어로졸 형성 재료의 선택적 가열을 가능하게 하기 위해, 제1 발열체를 한정하는 미립자는 본체의 제1 영역에만 위치될 수 있으며, 제2 발열체를 한정하는 미립자는 본체의 제2 영역에 위치될 수 있고 선택적으로 본체의 제1 영역에도 위치될 수 있거나, 그 반대로도 될 수 있다. 따라서, 본체는, 제1 및 제2 발열체 둘 모두가 위치되는 제1 영역, 및 제2 발열체만이 위치되는 제2 영역을 가질 수 있다. 제1 영역은 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 제2 영역의 하류에 있을 수 있다. 이 경우, 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제1 발열체의 미립자를 우선적으로 가열함으로써, 가열 시퀀스의 제1 단계에서 본체의 제1 영역이 선택적으로 가열될 수 있으며, 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시켜서 제2 발열체의 미립자를 선택적으로 가열함으로써, 가열 시퀀스의 제2 단계에서 본체의 제1 및 제2 영역이 선택적으로 가열될 수 있다. 이러한 가열 시퀀스는 제1 단계 동안 제1 영역으로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있고, 제2 단계 동안, 제2 영역으로부터 에어로졸을 발생시킬 수 있으며, 예를 들어 에어로졸이 제1 영역에 포획되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제1 및 제2 공진 주파수와 상이한 제3 공진 주파수를 갖는 제3 발열체가 복수의 미립자로 형성될 수 있다. 미립자는 본체 내에, 또는 본체의 각각의 영역 또는 영역들 내에 실질적으로 균일하게 분포될 수 있다.
각각의 발열체의 미립자는 임의의 적합한 형상 및 크기를 가질 수 있다.
본 개시물의 제2 양태에 따라, 에어로졸 발생 장치가 제공되고, 에어로졸 발생 장치는,
사용 시에 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 적응된 공간(place), 바람직하게는 공동을 한정하는 유도 코일; 및
제1 주파수를 갖는 제1 전자기장, 및 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 선택적으로 및/또는 순차적으로 발생시키기 위해, 유도 코일을 제어하도록 적응된 제어기를 포함한다.
에어로졸 발생 장치는, 최고 집속 지점에서 약 20 mT 내지 약 2.0 T의 자속 밀도를 갖는 변동 전자기장으로 작동되도록 배치될 수 있다.
에어로졸 발생 장치는, 예를 들어 배터리와 같은 전원, 및 관련 회로를 포함할 수 있다.
유도 코일은 임의의 적합한 재료를 포함할 수 있지만, 전형적으로 유도 코일은 리츠선 또는 리츠 케이블을 포함할 수 있다.
에어로졸 발생 장치는 임의의 형상 및 형태를 취할 수 있지만, 과잉 재료 사용을 줄이고, 발열체와 전자기장의 결합 효율을 개선하기 위해, 실질적으로 유도 코일의 형태를 취하도록 배치될 수 있다. 유도 코일은 실질적으로 나선형 형상일 수 있다.
나선형 유도 코일의 원형 단면은 장치 내로 에어로졸 발생 물품의 삽입을 원활하게 하고, 균일한 가열을 보장한다. 장치의 결과적인 형상은 사용자가 파지하기에도 편하다.
에어로졸 발생 장치는, 가열 시에 방출되는 에어로졸을 사용자가 흡입할 수 있는 일체형 필터를 포함하는 제1 유형에 따른 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 배치될 수 있다. 또한, 에어로졸 발생 장치는 제2 유형에 따른 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 배치될 수 있으며, 장치는 마우스피스(mouthpiece)를 더 포함할 수 있다.
제어기는 프로그래밍 가능 디지털 제어기를 포함할 수 있다.
일반적인 표현으로, 각각의 에어로졸 발생 물품은 2개 이상의 유도 가열식 발열체를 가질 수 있으며, 각각의 발열체는 그 자체의 각각의 공진 주파수를 갖는다는 것을 이해할 것이다. 제어기는, 대응하는 수의 주파수를 갖는 전자기장을 선택적으로 발생시키기 위해 유도 코일을 제어하도록 적응될 수 있으며, 각각의 주파수는 유도 가열될 발열체의 각각의 공진 주파수와 실질적으로 동일하다. 결과적으로, 제어기는 에어로졸 발생 물품의 에어로졸 형성 재료의 선택적(또는 "구역별") 가열이 수행되도록 제공할 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품으로부터 에어로졸의 방출 시에 일관성을 유지하기 위해, 또는 사용자에게 원하는 경험을 제공하기 위해, 본체의 상이한 영역이 선택적으로 가열될 수 있다. 유도 코일에 의해 발생되는 전자기장의 주파수가 특정 발열체를 가열하도록 적절하게 선택 또는 "조정"될 수 있게 하기 위해, 공진 주파수들이 최소 주파수 갭으로 분리될 수 있다.
제어기는, 하나 이상의 가열 시퀀스에 따라 상이한 주파수를 발생시키기 위해 유도 코일을 제어하도록 추가로 적응될 수 있다. 이는 사용자를 위해 유용할 수 있다. 가열 시퀀스 동안, 특정 시퀀스로 그리고 특정 시간 기간 동안 상이한 주파수가 발생될 수 있다. 각각의 가열 시퀀스 동안, 원하는 가열 효과를 제공하기 위해, 주파수의 시퀀스 또는 순서, 그리고 각각의 주파수가 발생되는 시간 기간이 선택될 수 있다.
본 개시물의 제3 양태에 따라, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 시스템이 제공되고, 에어로졸 발생 시스템은,
전술한 바와 같은 에어로졸 발생 장치; 및
전술한 바와 같은 에어로졸 발생 물품을 포함하며, 에어로졸 발생 물품은 에어로졸 발생 장치의 공간, 바람직하게는 공동에 수용되고,
제1 전자기장의 제1 주파수는 제1 발열체의 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일하며, 제2 전자기장의 제2 주파수는 제2 발열체의 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일하다.
유도 코일이 제1 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체는 열량 A를 발생시킬 수 있고, 제2 발열체는 열량 B를 발생시킬 수 있으며, 유도 코일이 제2 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체는 열량 C를 발생시킬 수 있고, 제2 발열체는 열량 D를 발생시킬 수 있다. 열량 B 및 C는 열량 A 미만일 수 있다. 열량 B 및 C는 열량 D 미만일 수 있다. 유도 코일이 제1 전자기장을 발생시키는 경우, 제2 발열체가 어떠한 열도 발생시키지 않도록, 및/또는 유도 코일이 제2 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체가 어떠한 열도 발생시키지 않도록, 열량 B 및/또는 C는 제로 또는 실질적으로 제로일 수 있다.
제어기는, 가열 시퀀스에 따라 상이한 주파수를 발생시키기 위해, 그리고 에어로졸 발생 물품의 검출된 변화에 응답하여 가열 시퀀스를 재설정하기 위해, 유도 코일을 제어하도록 추가로 적응될 수 있다. 예를 들어, 에어로졸 발생 물품이 가열 시퀀스 동안 제거되고, 새로운 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 삽입되는 경우, 가열 시퀀스가 재시작될 수 있다.
제어기는, 복수의 가열 시퀀스에 따라 상이한 주파수를 발생시키기 위해, 그리고 에어로졸 발생 물품의 검출된 유형에 기초하여 또는 수동 입력에 응답하여, 특정 가열 시퀀스를 자동으로 선택하기 위해, 유도 코일을 제어하도록 추가로 적응될 수 있다. 예를 들어, 제어기가 특정 유형의 에어로졸 발생 물품에 적합하도록 특별히 설계된 특정 가열 시퀀스를 자동으로 선택할 수 있거나(예를 들어, 적절한 가열 효과를 제공하기 위해), 사용자가 개인적 선호에 기초하여 특정 가열 시퀀스를 수동으로 선택할 수 있다. 이러한 자동 또는 수동 선택은 에어로졸 발생 장치의 사용자를 위해 유용할 수 있다.
본 개시물의 제4 양태에 따라, 에어로졸 발생 물품을 유도 가열하는 방법이 제공되며, 에어로졸 발생 물품은, 에어로졸 형성 재료의 본체, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체, 및 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체를 포함하고,
방법은,
제1 공진 주파수와 실질적으로 동일한 제1 주파수를 갖는 제1 전자기장을 발생시킴으로써, 제1 발열체에 의해 발생된 열량 A, 및 제2 발열체에 의해 발생된 열량 B에 의해 본체를 가열하는 단계; 및
제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 발생시킴으로써, 제1 발열체에 의해 발생된 열량 C, 및 제2 발열체에 의해 발생된 열량 D에 의해 본체를 가열하는 단계를 포함하며,
열량 B 및 C는 열량 A 미만이고,
열량 B 및 C는 열량 D 미만이다.
열량 B 및/또는 C는 제로 또는 실질적으로 제로일 수 있다.
본 개시물의 제5 양태에 따라, 에어로졸 발생 물품을 제조하는 방법이 제공되고, 방법은,
제1 구역에서, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체를 포함하고, 제1 구역과 상이한 제2 구역에서, 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체를 포함하는 포장지를 형성하는 단계; 및
에어로졸 형성 재료의 본체를 포장지로 둘러싸는 단계를 포함한다.
방법은, 포장지를 사용하여 본체를 둘러싸는 전기 경로를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 전기 경로는, 에어로졸 형성 재료의 보다 균일한 또는 효율적인 가열을 제공할 수 있으며, 포장지의 에지들을 연결함으로써, 예를 들어, 전기 전도성 접착제로 에지들을 접착하거나, 에지들을 용접 또는 납땜하거나 접촉시킴으로써, 형성될 수 있다.
포장지를 형성하는 단계는, 예를 들어, 종이 또는 다른 직포 또는 부직포 패브릭 또는 재료와 같은 전기 절연 재료, 또는 적합한 세라믹으로부터의 전기 절연 재료와 함께 포장지를 적층하는 단계를 더 포함할 수 있다.
포장지를 형성하는 단계는, 포장지의 종방향을 따라, 제1 발열체의 제1 구역 및 제2 발열체의 제2 구역을 교대로 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 제1 및 제2 구역은 중첩될 수 있거나, 상호 배타적일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 공진 주파수와 상이한 제3 공진 주파수를 갖는 제3 유도 가열식 발열체의 제3 구역이 포장지 상에 형성될 수 있다.
도 1은 발열체가 포장지의 일부를 형성하는 제1 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다;
도 2는 도 1의 포장지의 개략도이다;
도 3은 발열체가 디스크로 형성되는 제2 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다;
도 4는 발열체가 디스크로 형성되는 제3 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다;
도 5는 발열체가 복수의 미립자로 형성되는 제4 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다;
도 6은 발열체가 복수의 미립자로 형성되는 제5 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다;
도 7은 발열체가 에어로졸 형성 재료의 본체 내에서 특정 분포를 갖는 복수의 미립자로 형성되는 제6 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다;
도 8은 발열체가 스트립으로 형성되는 제7 실시형태의 에어로졸 발생 물품의 개략적인 단면도이다; 그리고
도 9는 에어로졸 발생 장치의 개략적인 단면도이다.
이제 본 개시물의 실시형태가 첨부된 도면을 참조하여 단지 실시예로서 설명될 것이다.
도 1을 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(10)이 개략적으로 도시된다. 에어로졸 발생 물품(10)은 소위 "스틱(stick)" 유형이며, 실질적으로 원통형이다.
에어로졸 발생 물품(10)은 에어로졸 형성 재료의 본체(12), 및 필터(14)를 포함한다. 이 경우, 에어로졸 형성 재료는 일종의 고체 또는 반고체 재료이며, 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
에어로졸 형성 재료는, 제1 발열체(18), 제2 발열체(20), 및 제3 발열체(22)를 포함하는 포장지(16) 내에 수용된다. 각각의 발열체는, 보다 균일하고 효율적인 가열을 위한 전기 경로를 한정하기 위해, 완전히 본체(12)의 둘레로 연장되는 원통형 밴드로 형성된다. 도시되지는 않지만, 포장지(16)는 전기 절연 재료에 적층될 수 있다.
제1 발열체(18)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(20)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제3 발열체(22)는 180 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
이러한 실시형태에서, 제1, 제2 및 제3 발열체(18, 20 및 22)는, 커패시터와 직렬인 전도성 재료(예를 들어, 위에 언급된 재료 중 하나를 포함함)의 원통형 밴드 또는 루프를 포함하는 공진 회로의 형태를 취한다. 커패시터의 적절한 커패시턴스(예를 들어, 제1 발열체의 경우 25 마이크로패럿, 제2 발열체의 경우 35 마이크로패럿, 그리고 제3 발열체의 경우 40 마이크로패럿)를 선택함으로써, 공진 회로가 원하는 공진 주파수로 조정될 수 있다. 정확한 커패시턴스 값은 루프의 치수, 발열체 재료, 장치의 특성 등과 같은 요소에 따라 좌우될 것이며, 필요에 따라 산출될 것임을 이해할 것이다. 이러한 실시형태에서, 커패시터는 에어로졸 발생 물품(10)에 포함된다. 그러나, 다른 실시형태에서는, 커패시터가 에어로졸 발생 장치 내에 제공되고, 각각의 전도성 루프의 2개의 단부를 장치의 대응하는 단자에 연결한 다음, 에어로졸 발생 물품이 장치 내에 끼워 맞춰진 경우에만 공진 발열체 요소를 형성하도록 각각의 커패시터에 연결하기 위한 전기 연결 단자가 물품에 제공된다.
본체의 제1 영역(12A)은 대체로 제1 발열체(18)와 정렬된다. 본체의 제2 영역(12B)은 대체로 제2 발열체(20)와 정렬된다. 본체의 제3 영역(12C)은 대체로 제3 발열체(22)와 정렬된다.
영역(12A, 12B 및 12C)은 단순히 명확성을 위하여 중첩되지 않는 것으로 도 1에 도시되며, 에어로졸 발생 물품의 실제 구현예에서 특정 발열체에 의해 가열되는 본체(12)의 그러한 일부만을 엄격하게 식별하도록 의도되지 않는다. 그 의도는, 본체(12)의 상이한 영역이 각각의 발열체에 의해 선택적으로 가열될 수 있는 방식을 단순히 개략적으로 도시하는 것이다. 이는 도 3, 도 4 및 도 7에 도시된 해당 영역에도 동일하게 적용된다.
에어로졸 발생 물품(10)에 인접하게 위치된 유도 코일(도시되지 않음)이 250 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체(18)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제1 영역(12A)으로 전달된다. 본체의 제1 영역(12A)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 필터(14)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 200 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제2 발열체(20)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제2 영역(12B)으로 전달된다. 본체의 제2 영역(12B)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 필터(14)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 180 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제3 발열체(22)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제3 영역(12C)으로 전달된다. 본체의 제3 영역(12C)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 필터(14)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 따라서, 상이한 공진 주파수를 가진 발열체들을 사용하여, 결과적으로, 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 방출하기 위해 인접한 에어로졸 형성 재료를 연소시키지 않고 가열하는 유도 가열될 발열체의 공진 주파수와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키도록 유도 코일을 제어함으로써, 에어로졸 형성 재료의 선택적(또는 "구역별") 가열이 수행될 수 있다.
에어로졸 형성 재료의 둘레에 둘러싸여서 개별 세그먼트(24)로 절단되기 전의 연장된 포장지(16)의 일부가 도 2에 개략적으로 도시된다. 이러한 실시형태에서, 연장된 포장지(16)는 2개의 구역 사이의 경계에서 절단되지만, 포장지가 구역의 중앙에서 절단될 수도 있다. 대안적으로, 연장된 포장지는, 세그먼트(24)를 형성하기 위해 에어로졸 형성 재료의 둘레에 둘러싸이기 전에 개별 길이로 절단될 수 있다.
각각의 세그먼트(24)는 필터(14)에 연결되어 도 1에 도시된 에어로졸 발생 물품(10)을 형성한다.
연장된 포장지의 제1 구역(16A)은 제1 발열체(18)를 포함하고, 연장된 포장지의 제2 구역(16B)은 제2 발열체(20)를 포함하며, 연장된 포장지의 제3 구역(16C)은 제3 발열체(22)를 포함한다. 각각의 세그먼트(24)는, 제1 구역(16A), 제2 구역(16B), 및 제3 구역(16C)을 포함한다. 도 2에 도시된 연장된 포장지(16)는 3개의 구역을 갖지만, 필요에 따라 2개의 구역 또는 4개 이상의 구역을 가질 수 있으며, 각각의 구역은 그 자체의 발열체를 갖는다는 것을 이해할 것이다. 도 2를 참조하면, 구역들은 상호 배타적이거나 중첩되지 않는 것으로 도시된다. 그러나, 상이한 실시형태에서, 구역들은 각각의 발열체의 대응하는 중첩에 따라 중첩될 수 있다.
연장된 포장지(16)의 긴 에지들, 또는 포장지가 사전 절단된 경우 각각의 개별 길이는 예를 들어, 전기 전도성 접착제로 에지들을 접착하거나, 에지들을 용접하거나 납땜하거나 접촉시킴으로써, 에어로졸 형성 재료의 둘레에 함께 연결될 수 있다. 본 개시물에 따른 "스틱" 유형의 에어로졸 발생 물품을 형성하는 적용 가능한 방법은 WO 2016/184928 및 WO 96/39880에 더 상세히 설명되어 있으며, 이의 내용은 본원에 참조로 포함된다. 특히 WO 2016/184928은, 종이 또는 포일로 제조될 수 있는 포장지 재료 내에 결과적으로 수용되는 담배 기질 내에 완전히 내장된 개별 발열체 세그먼트로 유도 가열식 담배 막대가 제조될 수 있는 방식을 설명한다. 담배 막대는, 발열체 세그먼트의 길이에 의해 사전 정의된 길이를 각각 갖는 개별 담배 플러그로 발열체 세그먼트들 사이에서 절단된다. 에어로졸 형성 재료로부터 발열체 세그먼트를 생략하고, WO 2016/184928에 설명된 통상적인 포장지 재료 대신에 연장된 포장지를 사용함으로써, 도 1에 도시된 "스틱" 유형의 에어로졸 발생 물품을 형성하기 위해 유사한 방법이 사용될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(30)이 개략적으로 도시된다. 에어로졸 발생 물품(30)은 소위 "스틱" 유형이며, 실질적으로 원통형이다.
에어로졸 발생 물품(30)은, 에어로졸 형성 재료의 본체(32), 및 필터(34)를 포함한다. 이 경우, 에어로졸 형성 재료는 일종의 고체 또는 반고체 재료이며, 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본체(32)는 예를 들어, 종이와 같은 적합한 재료의 포장지(42) 내에 수용된다.
제1 발열체(36), 제2 발열체(38), 및 제3 발열체(40)가 본체(32) 내에 위치된다. 각각의 발열체는 예를 들어, 원통형 디스크와 같은 플레이트로 형성되며, 발열체들은 본체의 축을 따라 이격된다. 도 3을 참조하면, 발열체 플레이트는 본체(32) 내에 완전히 내장된다. 제1 발열체(36)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(38)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제3 발열체(40)는 180 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
본체의 제1 영역(32A)은 제1 발열체(36)에 인접한다. 본체의 제2 영역(32B)은 제2 발열체(38)에 인접한다. 본체의 제3 영역(32C)은 제3 발열체(40)에 인접한다.
에어로졸 발생 물품(30)에 인접하게 위치된 유도 코일(도시되지 않음)이 250 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체(36)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제1 영역(32A)으로 전달된다. 에어로졸 형성 재료의 제1 영역(32A)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 필터(34)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 200 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제2 발열체(38)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제2 영역(32B)으로 전달된다. 에어로졸 형성 재료의 제2 영역(32B)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 필터(34)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 180 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제3 발열체(40)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제3 영역(32C)으로 전달된다. 에어로졸 형성 재료의 제3 영역(32C)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 필터(34)를 통해 사용자에 의해 흡입된다.
도 4를 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(50)이 개략적으로 도시된다. 에어로졸 발생 물품(50)은 소위 "포드(pod)" 유형이며, 실질적으로 원통형이다.
에어로졸 발생 물품(50)은 에어로졸 형성 재료의 본체(52)를 포함한다. 이 경우, 에어로졸 형성 재료는 일종의 고체 또는 반고체 재료이며, 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
제1 발열체(54), 제2 발열체(56), 및 제3 발열체(58)가 본체(52) 내에 위치된다. 각각의 발열체는 예를 들어, 원통형 디스크와 같은 플레이트로 형성되며, 발열체들은 본체의 축을 따라 이격된다. 도 4를 참조하면, 발열체 플레이트는 본체(52) 내에 완전히 내장된다. 제1 발열체(54)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(56)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제3 발열체(58)는 180 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
본체의 제1 영역(52A)은 제1 발열체(54)에 인접한다. 본체의 제2 영역(52B)은 제2 발열체(56)에 인접한다. 본체의 제3 영역(52C)은 제3 발열체(58)에 인접한다.
에어로졸 발생 물품(50)에 인접하게 위치된 유도 코일(도시되지 않음)이 250 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체(54)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제1 영역(52A)으로 전달된다. 에어로졸 형성 재료의 제1 영역(52A)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 200 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제2 발열체(56)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제2 영역(52B)으로 전달된다. 에어로졸 형성 재료의 제2 영역(52B)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 180 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제3 발열체(58)가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 제3 영역(52C)으로 전달된다. 에어로졸 형성 재료의 제3 영역(54C)이 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 사용자에 의해 흡입된다.
도 5를 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(60)이 개략적으로 도시된다. 에어로졸 발생 물품(60)은 소위 "스틱" 유형이며, 실질적으로 원통형이다.
에어로졸 발생 물품(60)은, 에어로졸 형성 재료의 본체(62), 및 필터(64)를 포함한다. 에어로졸 형성 재료는 일종의 고체 또는 반고체 재료이며, 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다. 본체(62)는 예를 들어, 종이와 같은 적합한 재료의 포장지(72) 내에 수용된다.
제1 발열체(66), 제2 발열체(68), 및 제3 발열체(70)가 본체(62) 내에 위치된다. 각각의 발열체는 본체(62)를 통하여 실질적으로 균일하게 분포된 복수의 미립자로 형성된다.
제1 발열체(66)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(68)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제3 발열체(70)는 180 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
도 6을 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(80)이 개략적으로 도시된다. 에어로졸 발생 물품(80)은 소위 "포드" 유형이며, 실질적으로 원통형이다.
에어로졸 발생 물품(80)은 에어로졸 형성 재료의 본체(82)를 포함한다. 에어로졸 형성 재료는 일종의 고체 또는 반고체 재료이며, 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
제1 발열체(84), 제2 발열체(86), 및 제3 발열체(88)가 본체(82) 내에 위치된다. 도 5에 도시된 에어로졸 발생 물품(60)과 같이, 각각의 발열체는 본체(82)를 통하여 실질적으로 균일하게 분포된 복수의 미립자로 형성된다.
제1 발열체(84)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(86)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제3 발열체(88)는 180 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
에어로졸 발생 물품(60 및 80)에 인접하게 위치된 유도 코일(도시되지 않음)이 250 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 각각의 제1 발열체(66 및 84)의 미립자가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 각각의 본체(62 및 82)로 전달된다. 에어로졸 형성 재료가 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 사용자에 의해 흡입되며, 에어로졸 발생 물품(60)의 경우, 필터(64)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 200 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 각각의 제2 발열체(68 및 86)의 미립자가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 각각의 본체(62 및 82)로 전달된다. 에어로졸 형성 재료가 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 사용자에 의해 흡입되며, 에어로졸 발생 물품(60)의 경우, 필터(64)를 통해 사용자에 의해 흡입된다. 유도 코일이 180 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 각각의 제3 발열체(70 및 88)의 미립자가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 각각의 본체(62 및 82)로 전달된다. 에어로졸 형성 재료가 가열됨에 따라 에어로졸이 발생되고, 사용자에 의해 흡입되며, 에어로졸 발생 물품(60)의 경우, 필터(64)를 통해 사용자에 의해 흡입된다.
도 7을 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(90)이 개략적으로 도시된다. 에어로졸 발생 물품(90)은 소위 "스틱" 유형이며, 실질적으로 원통형이다.
에어로졸 발생 물품(90)은, 에어로졸 형성 재료의 본체(92), 및 필터(94)를 포함한다. 이 경우, 에어로졸 형성 재료는 일종의 고체 또는 반고체 재료이며, 식물 유래 재료를 포함할 수 있고, 특히 담배를 포함할 수 있다. 에어로졸 형성 재료는 에어로졸 형성제를 포함할 수 있다.
제1 발열체(96)는 본체의 제1 영역(92A)을 통하여 실질적으로 균일하게 분포된 복수의 미립자로 형성된다. 제2 발열체(98)는, 본체의 제1 영역(92A) 및 제2 영역(92B)을 통하여 실질적으로 균일하게 분포된 복수의 미립자로 형성된다. 제1 발열체(96)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(98)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
에어로졸 발생 물품(90)에 인접하게 위치된 유도 코일(도시되지 않음)이 250 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제1 발열체(96)의 미립자가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 본체의 제1 영역(92A)으로 전달된다. 유도 코일이 200 kHz와 실질적으로 동일한 주파수를 갖는 전자기장을 발생시키는 경우, 제2 발열체(98)의 미립자가 유도 가열되며, 이러한 열은 예를 들어 전도에 의해, 본체의 제1 및 제2 영역(92A 및 92B)으로 전달된다.
도 7의 화살표는 에어로졸 발생 물품(90) 내의 에어로졸 유동 방향을 나타낸다. 따라서, 제1 영역(92A)은 제2 영역(92B)의 하류에 있음을 알 수 있다. 필터(94)를 통해 사용자에 의해 흡입되는 에어로졸을 제1 영역에서 발생시키기 위해, 250 kHz의 주파수를 갖는 전자기장을 발생시킴으로써, 가열 시퀀스의 제1 단계에서 본체의 제1 영역(92A)이 선택적으로 가열될 수 있다. 제2 영역(92B)에서 에어로졸을 발생시키고, 에어로졸이 제1 영역(92A)에 포획되는 것을 방지하기 위해, 200 kHz의 주파수를 갖는 전자기장을 발생시킴으로써, 가열 시퀀스의 제2 단계에서 본체의 제1 및 제 2 영역(92A 및 92B)이 선택적으로 가열될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 물품(100)의 일부가 개략적으로 도시된다.
제1 발열체(102)가 평면형 스트립으로 형성된다. 제2 발열체(104)가 평면형 스트립으로 형성된다. 제3 발열체(106)가 평면형 스트립으로 형성된다. 스트립은 전기 절연 재료(108)에 적층되며, 개별 세그먼트로 절단되기 전에 에어로졸 형성 재료의 본체(도시되지 않음)에 접합된다. 대안적으로, 스트립은 에어로졸 형성 재료에 접합되기 전에 개별 세그먼트로 절단될 수 있다.
제1 발열체(102)는 250 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제2 발열체(104)는 200 kHz의 공진 주파수를 갖는다. 제3 발열체(106)는 180 kHz의 공진 주파수를 갖는다.
도 9를 참조하면, 본 개시물의 일 실시예에 따른 에어로졸 발생 장치(110)가 개략적으로 도시된다.
에어로졸 발생 장치(110)는, 이 경우 도 4 및 도 6에 도시된 소위 "포드" 유형의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 적응된 공동(114)을 한정하는 나선형 유도 코일(112)을 포함한다. 에어로졸 발생 장치(110)는, 방출된 에어로졸이 사용자에 의해 흡입될 수 있는 마우스피스(116)를 포함한다. 유사한 에어로졸 발생 장치가 "스틱" 유형의 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 적응될 수 있다. 그러한 에어로졸 발생 장치는 사용자가 방출된 에어로졸을 에어로졸 발생 물품의 일체형 필터를 통해 흡입하기 때문에, 마우스피스를 포함하지 않는다.
에어로졸 발생 장치는 제어기(118) 및 전원(120)을 포함한다.
제어기(118)는, 특정 주파수를 갖는 교번 전자기장을 선택적으로 발생시키기 위해 유도 코일(112)을 제어하도록 적응된다. 특히, 제어기(118)는, 제1 발열체를 유도 가열하기 위한 250 kHz의 제1 주파수를 갖는 제1 전자기장, 및 제2 발열체를 유도 가열하기 위한 200 kHz의 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 발생시키도록 유도 코일(112)을 제어할 수 있다. 에어로졸 발생 물품이 제3 발열체를 포함하는 경우, 제어기(118)는, 제3 발열체를 유도 가열하기 위한 180 kHz의 제3 주파수를 갖는 제3 전자기장을 발생시키도록 유도 코일(112)을 제어할 수 있다.
제어기(118)는, 하나 이상의 가열 시퀀스에 따라 상이한 주파수를 발생시키도록 유도 코일(112)을 제어할 수 있다. 가열 시퀀스 동안, 특정 시퀀스 또는 순서로 그리고 특정 시간 기간 동안 상이한 주파수가 발생될 수 있다. 각각의 가열 시퀀스 동안, 원하는 가열 효과를 제공하기 위해, 주파수의 순서, 및 각각의 주파수가 발생되는 시간 기간이 선택될 수 있다. 예를 들어, 도 7에 도시된 에어로졸 발생 물품(90)과 관련하여, 가열 시퀀스는, 시간 기간 동안 제1 발열체(96)의 미립자를 유도 가열하기 위한 250 kHz의 제1 주파수를 갖는 제1 전자기장을 발생시키는 제1 단계, 및 시간 기간 동안 제2 발열체(98)의 미립자를 유도 가열하기 위한 200 kHz의 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 발생시키는 제2 단계를 포함할 수 있다. 도 1, 도 3 내지 도 6 및 도 8에 각각 도시된 에어로졸 발생 물품(10, 30, 50, 60, 80 및 100)의 경우, 가열 시퀀스는, 시간 기간 동안 제1 발열체를 유도 가열하기 위한 250 kHz의 제1 주파수를 갖는 제1 전자기장을 발생시키는 제1 단계, 시간 기간 동안 제2 발열체를 유도 가열하기 위한 200 kHz의 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 발생시키는 제2 단계, 및 제3 발열체를 유도 가열하기 위한 180 kHz의 제3 주파수를 갖는 제3 전자기장을 발생시키는 제3 단계를 포함할 수 있다. 제1, 제2 및 제3 발열체는 임의의 순서로 그리고 임의의 적합한 시간 기간 동안 유도 가열될 수 있다. 가열 시퀀스는 임의의 적합한 횟수로 반복될 수 있다. 예를 들어, 발열체가 가열되는 순서 또는 가열 시간이 가변되는 경우, 더 복잡한 가열 시퀀스가 제어기에 의해 사용될 수 있다. 제어기는 가열 시퀀스를 적절하게 시작, 중지 또는 재설정할 수 있다. 적합한 가열 시퀀스는, 예를 들어, 공동(114) 내에 삽입되는 에어로졸 발생 물품의 유형에 기초하여, 에어로졸 발생 장치(110)에 의해 자동으로 선택될 수 있거나, 사용자에 의해 수동으로 선택될 수 있다.
이전의 단락들에서 예시적인 실시형태가 설명되었지만, 첨부된 청구범위의 범위를 벗어나지 않으면서 이러한 실시형태에 대해 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 이해해야 한다. 따라서, 청구범위의 폭 및 범위는 전술한 예시적인 실시형태로 제한되어서는 안된다.
문맥상 달리 명확하게 요구되지 않는 한, 상세한 설명 및 청구범위 전반에 걸쳐서, "포함한다", "포함하는" 등의 단어는 배타적이거나 총망라한 의미가 아니라, 포괄적인 것으로 해석되어야 한다; 즉, "포함하지만 이에 제한되지 않는"의 의미로 해석되어야 한다.

Claims (15)

  1. 에어로졸 발생 물품(10; 30; 50; 60; 80; 90; 100)으로서,
    에어로졸 형성 재료의 본체(12; 32; 52; 62; 82; 92);
    제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102); 및
    상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)를 포함하는,
    에어로졸 발생 물품(10; 30; 50; 60; 80; 90; 100).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발열체(96)는 상기 본체의 제1 영역(92A)에만 위치되며,
    상기 제2 발열체(98)는 상기 본체의 제2 영역(92B)에 위치되고 선택적으로 상기 본체의 상기 제1 영역(92A)에도 위치되는, 에어로졸 발생 물품(90).
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 영역(92A)은 상기 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 대하여 상기 제2 영역(92B)의 하류에 있는, 에어로졸 발생 물품(90).
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발열체(18) 및 상기 제2 발열체(20) 중 적어도 하나는 상기 본체(12)를 둘러싸는 포장지(16)의 일부를 형성하는, 에어로졸 발생 물품(10).
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발열체(36; 54) 및 상기 제2 발열체(38; 56) 중 적어도 하나는 상기 본체(32; 52) 내에 적어도 부분적으로 위치된 플레이트로 형성되는, 에어로졸 발생 물품(30; 50).
  6. 제5항에 있어서,
    각각의 플레이트의 표면은 상기 물품 내의 에어로졸 유동 방향에 실질적으로 수직인, 에어로졸 발생 물품(30; 50).
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발열체(102) 및 상기 제2 발열체(104) 중 적어도 하나는 상기 본체에 접합되는 평면형 스트립으로 형성되며,
    상기 평면형 스트립은 선택적으로 전기 절연 재료(108)에 적층되는, 에어로졸 발생 물품(100).
  8. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 발열체(66; 84; 96) 및 상기 제2 발열체(68; 86; 98) 중 적어도 하나는 복수의 미립자로 형성되며,
    상기 미립자는 선택적으로 상기 본체 내에 또는 상기 본체의 각각의 영역 또는 영역들(92A, 92B) 내에 실질적으로 균일하게 분포되는, 에어로졸 발생 물품(60; 80; 90).
  9. 에어로졸 발생 장치(110)로서,
    사용 시에 에어로졸 발생 물품을 수용하도록 적응된 공간, 바람직하게는 공동(114)을 한정하는 유도 코일(112); 및
    제1 주파수를 갖는 제1 전자기장, 및 상기 제1 주파수와 상이한 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 선택적으로 및/또는 순차적으로 발생시키기 위해, 상기 유도 코일(112)을 제어하도록 적응된 제어기(118)를 포함하는,
    에어로졸 발생 장치(110).
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어기(118)는, 하나 이상의 가열 시퀀스에 따라 상기 제1 및 제2 전자기장을 발생시키기 위해 상기 유도 코일(112)을 제어하도록 추가로 적응되는, 에어로졸 발생 장치(110).
  11. 사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 시스템으로서,
    제9항에 따른 에어로졸 발생 장치(110); 및
    제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 에어로졸 발생 물품(10; 30; 50; 60; 80; 90; 100)을 포함하며,
    상기 에어로졸 발생 물품은 상기 에어로졸 발생 장치(110)의 공간, 바람직하게는 공동(114)에 수용되고,
    상기 제1 전자기장의 상기 제1 주파수는 상기 제1 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102)의 상기 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일하며,
    상기 제2 전자기장의 상기 제2 주파수는 상기 제2 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)의 상기 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한,
    사용자가 흡입하기 위한 에어로졸을 발생시키기 위한 에어로졸 발생 시스템.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 유도 코일이 상기 제1 전자기장을 발생시키는 경우, 상기 제1 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102)는 열량 A를 발생시키며, 상기 제2 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)는 열량 B를 발생시키고,
    상기 유도 코일이 상기 제2 전자기장을 발생시키는 경우, 상기 제1 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102)는 열량 C를 발생시키며, 상기 제2 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)는 열량 D를 발생시키고,
    상기 열량 B 및 C는 상기 열량 A 미만이며,
    상기 열량 B 및 C는 상기 열량 D 미만인, 에어로졸 발생 시스템.
  13. 에어로졸 발생 물품(10; 30; 50; 60; 80; 90; 100)을 유도 가열하는 방법으로서,
    상기 에어로졸 발생 물품(10; 30; 50; 60; 80; 90; 100)은, 에어로졸 형성 재료의 본체(12; 32; 52; 62; 82; 92), 제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102), 및 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 제1 공진 주파수와 실질적으로 동일한 제1 주파수를 갖는 제1 전자기장을 발생시킴으로써, 상기 제1 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102)에 의해 발생된 열량 A, 및 상기 제2 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)에 의해 발생된 열량 B에 의해, 상기 본체를 가열하는 단계; 및
    상기 제2 공진 주파수와 실질적으로 동일한 제2 주파수를 갖는 제2 전자기장을 발생시킴으로써, 상기 제1 발열체(18; 36; 54; 66; 84; 96; 102)에 의해 발생된 열량 C, 및 상기 제2 발열체(20; 38; 56; 68, 86; 98; 104)에 의해 발생된 열량 D에 의해, 상기 본체를 가열하는 단계를 포함하며,
    상기 열량 B 및 C는 상기 열량 A 미만이고,
    상기 열량 B 및 C는 상기 열량 D 미만인,
    에어로졸 발생 물품(10; 30; 50; 60; 80; 90; 100)을 유도 가열하는 방법.
  14. 에어로졸 발생 물품(10)을 제조하는 방법으로서,
    제1 구역(16A)에서, 제1 공진 주파수를 갖는 제1 유도 가열식 발열체(18)를 포함하고, 상기 제1 구역(16A)과 상이한 제2 구역(16B)에서, 상기 제1 공진 주파수와 상이한 제2 공진 주파수를 갖는 제2 유도 가열식 발열체(20)를 포함하는 포장지(16)를 형성하는 단계; 및
    에어로졸 형성 재료의 본체(12)를 상기 포장지(16)로 둘러싸는 단계를 포함하는,
    에어로졸 발생 물품(10)을 제조하는 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 포장지(16)를 형성하는 단계는, 상기 포장지(16)의 종방향을 따라, 상기 제1 발열체(18)의 제1 구역(16A) 및 상기 제2 발열체(20)의 제2 구역(16B)을 교대로 형성하는 단계를 더 포함하는, 방법.
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